H+NH反应的动力学理论研究

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含氮的化学反应,尤其是含有氮和氢的化学反应在大气化学和很多燃烧爆炸过程中扮演重要角色。反应H+NH→N+H2在催化和可再生资源方面有重要意义。比如在火箭推进剂环三亚甲基三硝胺(C3H6N6O6)的燃烧过程中,H+NH→N+H2就是其中一个基元反应。本文利用准经典轨线方法在翟洪生和韩克利最新构造的基态势能面的基础上对该反应动力学性质进行了计算。反应物的能量释放是在这个势能面的出口谷处,是一个排斥型势能面,并且在出口谷处还有一个较浅的势阱。通过对计算结果的分析以及势能面的拓扑特征我们给出了合理的解释。基于翟洪生和韩克利最新构造的势能面,研究了不同碰撞能对该反应动力学性质的影响。研究结果表明,我们计算的反应几率和反应截面和前人的理论结果符合的很好。当碰撞能较低的情况下,随着碰撞能的增大,积分反应截面增大。当碰撞能大于20Kcal/mol的时候,积分截面的值增大的比较缓慢。当碰撞能相对较低时,产物散射趋于向后散射。反应碰撞能较高时,产物散射出现了侧向散射和向前散射。产物的转动角动量矢量定向于y轴的负方向。碰撞能对该反应动力学性质影响比较大是由于碰撞能较高时导致反应机理发生变化。此外,研究了反应物振动激发对标题反应的动力学性质的影响。计算结果表明,反应截面随着反应物振动的激发而增大,产物分子最高振动能级也在增大。产物的散射方向和反应物的振动激发也有关联,当振动量子数v=0到v=1时,产物的散射方向主要是向后散射,当振动量子数v=2到v=4时散射方向主要由侧向散射转化到向前散射。同时,反应物的振动激发对于产物分子的转动角动量矢量的取向与定向也有不同程度影响。我们在研究过程中发现了一些有趣的现象,并且对于这些现象给出了合理的解释。从而充实和丰富了该体系立体动力学的研究内容。
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